石墨烯的性能优异,在电子器件、导热材料和复合材料等领域有潜在的应用价值[1~6]
因此,近年来关于石墨烯材料的研究受到了高度重视
但是,石墨烯是零带隙半导体[6~8],没有发光特性
氧化石墨烯(Graphite oxide,GO)是石墨烯重要的衍生物之一,是规模化生产石墨烯的原料
GO和石墨烯的结构差异很大,GO内部有羟基、羧基和环氧基等大量氧化官能团
氧化官能团破坏了石墨烯片层的 π 共轭体系,使其电学性质和光学性质发生了巨大变化,由导电（石墨烯）变为绝缘(GO)[9~12]并具有光催化活性[13~15]
特别是sp2C/sp3C的交替分布打开了石墨烯的带隙,使其具有发光性能
GO发光分布在可见光和近红外波段,可用于生物检测[16,17]和荧光标记[18]
目前对氧化石墨烯光学性质的研究刚刚展开,对其能带结构的认识和发光机理的理解还很不深入
本文根据光致发光光谱、变温发光光谱和吸收光谱,研究GO的发光机制和不同激发波长与变温条件下的发光光谱,以揭示不同局域态的发光行为
1 实验方法1.1 实验用材料和仪器
天然鳞片石墨(325目)；微孔滤膜(醋酸纤维酯,直径50 mm,孔径0.22 μm)
inVia型发光光谱仪(PL)；Lambda900型紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)
1.2 氧化石墨烯的制备
用改进的Hummers法[19],将天然鳞片石墨通过超声辅助液相氧化法制备氧化石墨烯（GO）
用真空抽滤法制备GO薄膜,改变过滤GO溶液的量或浓度,调节薄膜的厚度
分别在488 nm、514 nm和830 nm激发条件下测试GO薄膜的荧光光谱
在514 nm和830 nm激发条件下研究GO薄膜的原位变温发光
2 结果和讨论2.1 氧化石墨的吸收特性
图1a给出了GO的紫外-可见吸收光谱
可以看出,吸收谱有227 nm和300 nm两个峰,分别来自于C=C键的π-π*电子跃迁和C=O键的n-π*电子跃迁[20,21]
在吸收光谱上没有发现清晰可辨的吸收边,表明GO内分布着很多局域态[22]
在强吸收区α≥104 cm-1范围(Tauc region),吸收系数与光学带隙之间满足Tauc方程
(αE)1/2=B(E-Eopt)
(1)
其中B为常数,与材料性质有关[23]；E为光子能量；Eopt为光学带隙[24~26],拟合可得到GO的Eo
声明：
“氧化石墨烯的变温发光” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：李福禄,韩春淼,高嘉望,蒋健,许卉,李冰
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2025年06月06日 ~ 08日 
